М.Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университеті Педагогикалық институт Химия кафедрасы 010305 Экология мамандығы бойынша кредиттік оқу жүйесінде оқитын студенттерге арналған БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ ЭКОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІМЕН (пəннің атауы) ПƏННІҢ ОҚУ-ƏДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ Курс 3 Семестр 6 Кредит саны -2 Дəріс 15 сағат Практикалық жұмыстар - 15 Оқытушының жетекшілігімен студенттің өзіндік жұмысы (ОЖСӨЖ) 30 сағат СӨЖ 30 сағат Емтихан VI -ші семестрде Барлығы 90 сағат Орал-2011 ж.
2 «Химия» кафедрасының отырысында қарастырылды. 05.09.2011 ж. 1 хаттама. Жаратылыстану-математика факультетінің оқу-əдістемелік кеңесінің отырысында бекітілді. 13.09.2011 ж. 1 хаттама.
3 2. КУРС БАҒДАРЛАМАСЫ - SILLABUS 2.1 Оқытушы туралы мəлімет Султанова Ж.Ш., оқытушы Офис: химия кафедрасы Жұмыс мекен-жайы: Достық пр., 121, 6 оқу ғимараты, 17 ауд. Жұмыс телефоны: 50-35-49 2.2 Пəн туралы мəлімет БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ ЭКОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІМЕН пəні Семестр 15 оқу аптадан жəне 2 апта сессиядан тұрады. Бір аптада 3 кредит, əр кредит-сағат үш байланыс сағаттан (дəріс 15 сағат жəне практикалық жұмыс 15 сағат) жəне 30 сағат оқытушының жетекшілігімен студенттің өзіндік жұмысынан (ОЖСӨЖ), 30 сағат студенттің өзіндік жұмысынан (СӨЖ) тұрады. Кредиттің атпаға бөліну кестесі: 1-15 апта Сабақтар Өткізу уақыты Байланыс сағаты 1- лекция 1 семинар /практикалық жұмыс/ Кредит саны 3 Оқу жоспарынан көшірме: 1*50 мин. 1*50 мин Сабақтар ОЖСӨЖ СӨЖ Өткізу уақыты 1*50мин. 3*50мин Кур с Семест р Креди т саны Дəрісте р Практикал ық жұмыстар ОЖСӨ Ж СӨ Ж Барлығ ы Бақыла у түрі 3 6 2 15 15 15-45 емтиха н 2.3 Кіріспе «Биологиялық химия» курсының мақсаты: тірі организмдердің құрамына кіретін заттардың химиясымен, олардың тірі организмде атқаратын қызметтерімен таныстыру.
Курстың міндеттері: Биохимия тірі организмдегі биологиялық молекулалардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін, атқаратын қызметтерін жəне тірі табиғаттағы зат алмасу процестерін тексереді. Биохимияны оқытудың негізгі мақсаты жалпы биохимия ілімінің кəзіргі күйін баяндау, күрделі тірі организм жүйесіндегі биологиялық молекулалардың үйлесімділік принциптерін көрсету. Биохимия тіршілік химиясы. Тіршілік құбылыстарын тереңірек тануда биохимияның алатын орны үлкен, оның жетістіктері адам өмірінің жан-жақты салаларында жəне биологияның арнаулы салаларында қолданады. Пререквизиттер: химияның барлық салаларының (бейорганикалық химия, органикалық химия, физикалық жəне коллоидтық химия) негіздерін білу қажет Постреквизиттер: Студенттер биохимияның негізін игере отырып тірі организмдердің химиялық құрамын, ондағы күрделі органикалық қосылыстардың қасиеттерін, атқаратын қызметтерін, олардың өзара өзгеріске ұшырауын білу қажет, сонымен қатар биологиялық молекулалардың, тіршілік құрылымдардың биохимиялық қасиеттерін зерттей білу жəне үйренген тəжірибелік əдістерін, алған білімдерін адам өмірінің əр түрлі салаларында қолдана білу керек. Оқыту негізгі оқу материалдары қамтылған дəрістер мен зертханалық сабақтар /семинарлар/ негізінде жүргізіледі жəне алынған практикалық дағдылар, түсініктер бекітіліп отырады. Студенттердің білімін бақылау үй тапсырмаларын тексеру, оқу құралдарында берілген тестілерді орындау, ауызша сұрау, жеке семестрлік тапсырмалар арқылы жүзеге асады. Сабақ мазмұны мен кестесі: Апта 1 Кредит сағат 1 Дəріс 1 Тақырып: Кіріспе. Биохимия пəнінің мақсаты мен міндеттері. Дəріс мазмұны: Биохимия пəнінің мақсаты мен міндеттері. Тірі организмдердің химиялық құрамы. Негізгі биомолекулалардың қасиеттері. Аққуыздардың аминқышқылдық құрамы: құрылысы, жіктелуі, қасиеттері. 2, 3, 4, 18, 20, 28, 30 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 1 Тақырып: Аминқышқылдары жіктелуі, номенклатурасы, қасиеттері. Мазмұны: Аққуыздардың аминқышқылдық құрамы: құрылысы, жіктелуі, қасиеттері. Пептидтер. Аминқышқылдар мен аққуыздарға түсті реакциялар. Аққуыздар гидролизі. Қағаздағы хроматография əдісі бойынша аминқышқылдарды бөлу. 4
Лекциялардың қысқаша курсы Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. с. 40-164 Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 7-27 1-2 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Аққуыздардың аминқышқылдық құрамы: құрылысы, жіктелуі, қасиеттері. Пептидтер. 2. Протеиногенді аминқышқылдар: құрылысы мен жіктелуімен танысу. 3. Клетка құрылысы. Органеллалардың қызметтері. 5, 6, 8, 23, 29 1-2 СӨЖ мазмұны: 1. «Тірі организмдердің химиялық құрамы», «Клетка құрылысы» тақырыптары бойынша теориялық дайындалу 2. 1 зертханалық жұмысқа дайындалу: 28 б. бақылау сұрақтар; 1 зертханалық жұмыстың конспектісі (1-10 тəжирібелер), 3 зерт. жұмыс (1-3 тəжірибелер)/; тапсырма 1-4, 33 б. Лекциялардың қысқаша курсы 1-5, 17, 18, 20, 28, 29, 30 Апта 2 Кредит сағат 1 Дəріс 2 Тақырып: Аққуыздар құрылысы, физикалық жəне қасиеттері, қызметтері. Дəріс мазмұны: Аққуыздар құрылысы. физикалық жəне қасиеттері, қызметтері. Аққуыз молекулаларының формасы. 1-4, 15, 17-22, 24, 25, 28, 29, 30 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 2 Тақырып: Аққуыздар Мақмұны: Аққуыздардың физикалық-химиялық қасиеттері, қызметтері. Аққуыздардың құрылымы. Лекциялардың қысқаша курсы 1-4 Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 7-27 /18-19 б. бақылау сұрақтар; 2 зертханалық жұмыстың конспектісі (2, 4-10 тəжірибелер)/; 3-4 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Аққуыздардың жіктелуі, физикалық-химиялық қасиеттері, қызметтері. 5
6 2. Аққуыздардың құрылымдары. 3. «Аминқышқылдар. Аққуыздар» тақырыбы бойынша есептер шығару 5, 8, 9 3-4 СӨЖ мазмұны: 1. «Аққуыздар» тақырыбы бойынша теориялық дайындалу 2. 2 зертханалық жұмысқа дайындалу 1. Лекциялардың қысқаша курсы 2. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 7-27 /18-19 б. бақылау сұрақтар; 2 зертханалық жұмыстың конспектісі (2, 4-10 тəжірибелер); есептер 5-24, 33-35 б./ Апта 3 Кредит сағат 1 Дəріс 3 Тақырып: Ферменттер. Ферменттер құрылысы, қасиеттері. Дəріс мазмұны: Ферменттердің номенклатурасы мен жіктелуі (оксидоредуктазалар, трансферазалар, гидролазалар, лиазалар, изомеразалар, лигазалар). Ферменттер құрылысы, қасиеттері. Ферменттер активтілігінінің реттелуі. Əсер ету механизмі. Ферментативтік реакциялардың кинетикасы. 1-4, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 33 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 3 Тақырып: Ферменттер. Ферменттер құрылысы, қасиеттері. Мазмұны: Ферменттерге сапалы реакциялар. Ферменттердің қасиеттері. 1. Сілекей амилазасының əсерінен крахмал гидролизі. 2. Ферменттердің қасиеттері: термолабильдігі, талғампаздылығы, температураға əсері, активаторлар мен ингибиторлардың əсері. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 38-47 38, /43 б. бақылау сұрақтар; 4 зертханалық жұмыс (1-4 тəжірибелер), зерт. жұмыс 5 (1-5 тəжірибелер/; тапсырма 1-16, 47-48 б./ 5-6 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Ферменттердің номенклатурасы мен жіктелуі. 2. Ферменттер активтілігінінің реттелуі. Əсер ету механизмі. 3. Ферментативтік реакциялардың кинетикасы. 4. «Ферменттер» тақырыбы бойынша есептер шығару.
7 5, 8, 9 5-6 СӨЖ мазмұны: 1. «Ферменттер» тақырыбы бойынша теориялық дайындалу. 2. 3 зертханалық жұмысқа дайындалу. 1. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 38-47 /38, 43 б. бақылау сұрақтар; 4 зертханалық жұмыс (1-4 опыттар), зерт. жұмыс 5 (1-5 тəжірибелер); тапсырма 1-16, 47-48 б./ Апта 4 Кредит сағат 1 Дəріс 4 Тақырып: Витаминдер. Гипо-, гипер-, авитаминоздар. Дəріс мазмұны: Витаминдер, номенклатурасы жəне классификациясы. Биологиялық активті заттар. Витаминдердің ашылу тарихы. Витаминдердің биологиялық ролі. 1-4, 12 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 4 Тақырып: Витаминдер, номенклатурасы жəне классификациясы. Мазмұны: Витаминдерге сапалы реакциялар. 1. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 49-60 7-8 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Коферменттердің құрылысы. 2. «Витаминдер. Коферменттер» тақырыбы бойынша есептер шығару. 5, 8, 9 7-8 СӨЖ мазмұны: 1. «Витаминдер» тақырыбы бойынша теориялық дайындалу 2. «Витаминдер» тақырыбы бойынша карточкалар дайындау 3. 4 зертханалық жұмысқа дайындалу Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 49-60 /50-51 б. бақылау сұрақтар; 6 зертханалық жұмыстың конспектісі (1-6 тəжірибелер /суда еритін витаминдерге сапалы реакциялар/; 1-7 тəжірибелер /майда еритін витаминдерге сапалы реакциялар/); тапсырма 1-6, 60 б.
8 Апта 5 Кредит сағат 1 Дəріс 5 Тақырып: Зат жəне энергия алмасуының жалпы зандылықтары. Дəріс мазмұны: Зат жəне энергия алмасуының жалпы зандылықтары. Анаболизм жəне катаболизм. Биоэнергетика. Макроэргтік қосылыстар. АТФ ролі. 1-4, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 5 Тақырып: Энергетикалық алмасу Мазмұны: Зат жəне энергия алмасуының жалпы зандылықтары. Анаболизм жəне катаболизм. Биоэнергетика. Макроэргтік қосылыстар. АТФ ролі. 1-4, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 9-10 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Биологиялық мембраналар. Биологиялық мембраналардың құрылысы, қасиеттері, қызметтері 1-4, 11, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 9-10 СӨЖ мазмұны: 1. «Зат алмасу процесінің жалпы зандылықтары» тақырыптары бойынша теориялық дайындалу 2. 7 зерт.жұм. дайындалу 1-4, 11, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 Лекциялардың қысқаша курсы Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 70-75 Апта 6 Кредит сағат 1 Дəріс 6 Тақырып: Биологиялық тотығу. Электрондар тасымалдау тізбегі.(этт). Тотыға фосфорлану. Дəріс мазмұны: Ұлпалық тыныс алу. Биологиялық тотығу. Митохондрия, құрылысы. Электрондар тасымалдау тізбегі.(этт). Тотыға фосфорлану. Микросомалды тотығу 1-4, 11, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп
9 Практикалық жұмыс 6. Ұлпалық тыныс алу. Биологиялық тотығу. Мазмұны: Ұлпалық тыныс алу. Биологиялық тотығу. Митохондрия, құрылысы. Электрондар тасымалдау тізбегі.(этт). Тотыға фосфорлану. Микросомалды тотығу. 1-4, 11, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 11-12 ОҚСӨЖ мазмұны: Мазмұны: 1. Ұлпалық тыныс алу. Биологиялық тотығу. 2. Митохондрия, құрылысы. Электрондар тасымалдау тізбегі.(этт). 3. Тотыға фосфорлану. 4. Тотығудың түрлері (микросомальды, пероксидазадалық, монооксидазалық). 1-4, 11, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 11-12 СӨЖ мазмұны: 1. «Биологиялық тотығу» тақырыптары бойынша теориялық дайындалу 2. 7 зерт.жұм. дайындалу 1. Лекциялардың қысқаша курсы 2. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 70-75 1-4, 11, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 Апта 7 Кредит сағат 1 Дəріс 7 Тақырып: Катаболизмнің жалпы жолдары. Катаболизмнің жалпы жолдарының реттелуі. 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 Практикалық жұмыс 7. Мазмұны: Катаболизмнің жалпы жолдары. Пируваттың тотыға декарбоксилденуі. Кребс циклі. Катаболизмнің жалпы жолдарының қызметі мен реттелуі. 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 13-14 ОҚСӨЖ мазмұны: Мазмұны: Катаболизмнің жалпы жолдары. Пируваттың тотыға декарбоксилденуі. Кребс циклі. Катаболизмнің жалпы жолдарының қызметі мен реттелуі. Энергетикалық баланс.
10 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 13-14 СӨЖ мазмұны: 1. «Катаболизмнің жалпы жолдары. Катаболизмнің жалпы жолдарының қызметі мен реттелуі» тақырыбы бойынша есептер шығару. 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 Апта 8 Дəріс 8 Тақырып: Көмірсулар алмасуы. Көмірсулардың аэробты тотығуы. Дəріс мазмұны: Көмірсулар алмасуы. Көмірсулардың аэробты жолмен ыдырауы. 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық сағат 8 Тақырып: Көмірсулар алмасуы. Көмірсулардың аэробты тотығуы. Мазмұны: Көмірсулар алмасуы. Көмірсулардың аэробты жолмен ыдырауы. 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 15-16 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Көмірсулардың құрылысы, жіктелуі, 2. Көмірсулар класының негізгі өкілдері. Моносахаридтер, дисахаридтер, полисахаридтер. 3. Көмірсулардың қасиеттері мен қызметтері. 1-4, 13, 15, 17-18, 20-22, 28, 30, 34 15-16 СӨЖ мазмұны: 1. 1-11 оқу кестелерімен жұмыс істеу. 2. «Көмірсулар. Көмірсулардың алмасуы» тақырыбы бойынша есептер шығару. 3. /72 б. «Көмірсулар. Көмірсулардың алмасуы» тақырып бойынша сұрақтарға жауап беру; 9 (опыт 1) зерт.жұм. конспектісі; тапсырма 1-8, стр. 75-76г 1. Лекциялардың қысқаша курсы 2. 5, 8, 9 3. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 70-75 Кредит сағат 1
Дəріс 9 Тақырып: Көмірсулардың алмасуы Дəріс мазмұны: Көмірсулардың анаэробты ыдырауы (гликогенолиз, спирттік ашу процессі). Глюконеогенез. Кори циклі. Көмірсулар алмасуының реттелуі. 1-4, 15, 17-18, 20-22 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 9 Тақырып: Көмірсулардың алмасуы. Көмірсулардың анаэробты тотығуы. Мазмұны: Көмірсулардың анаэробты тотығуы. Спирттік ашу процессі кезіндегі бейорганикалық фосфаттың жұмсалынуы. Лимон қышқылы айналымындағы дегидрогеназалар. 1-4, 15, 17-18, 20-22 17-18 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Глюкозо-6-фосфаттың апотомиялық ыдырау жолы. 2. Көмірсулардың биосинтезі. Глюконеогенез. 3. Көмірсулар алмасуының реттелуі. 17-18 СӨЖ мазмұны: 1. «Көмірсулардың аэробты жəне анаэробты жолмен ыдырауы» тақырыптары бойынша теориялық дайындалу 2. 7 зерт.жұм. дайындалу 3. «Көмірсулар. Көмірсулардың алмасуы» тақырыбы бойынша есептер шығару. 1. Лекциялардың қысқаша курсы 2. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 70-75 /72 б. «Көмірсулар. Көмірсулардың алмасуы» тақырып бойынша сұрақтарға жауап беру; 9 (тəжірибе 1) зерт.жұм. конспектісі; тапсырма 1-8, стр. 75-76 5, 8, 9 Апта 10 Кредит сағат 1 Дəріс 10 Тақырып: Липидтер алмасуы Дəріс мазмұны: Липидтер алмасуы Жоғары май қышқылдарының биосинтезі. Триглицеридтердің биосинтезі. Стеролдардың биосинтезі. Күрделі липидтердің алмасуы 1-4, 15, 17-18, 20-22 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 10 11
Тақырып: Липидтер Мазмұны: Триглицеридтердің алмасуы. ЖМҚ β- тотығуы. Майлардың ыдырауы, май қышқылдарының бета-тотығуының энергетикалық шығыны. Майлардың ерігіштігі мен эмульгирленуі. Лецитин гидролизі жəне гидролиз өнімдерін ашу. Өсімдік майының құрамында қанықпаған май қышқылдарын ашу. Стеролдарды ашу. Креатин, несеп қышқылы, кетондық денелерді ашу 1. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с.79 19-20 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Липидтердің жіктелуі. Липидтер класының негізгі өкілдері. 2. Жай липидтер, күрделі липидтер, стероидтар. 3. Липидтердің қасиеттері мен қызметтері 4. 15-29 оқу таблицаларымен жұмыс істеу 5. «Липидтер» тақырыбы бойынша есептер шығару 1-4, 8, 9, 15, 17-18, 20-22, 28, 30 19-20 СӨЖ мазмұны: 1. «Липидтер» тақырыптар бойынша теориялық дайындалу 2. 5 зертханалық жұмысқа дайындалу 1. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 79 /«Липидтер» тақырыбы бойынша сұрақтар 79 б. ( 1-7). Зертх. жұмыс 10 (1-5 опыттар)/; тапсырмалар 1-9, 83 б./ Апта 11 Кредит сағат 1 Дəріс 11 Тақырып: Аққуыздардың алмасуы Дəріс мазмұны: Аққуыздардың алмасуы. Аминқышқылдары катаболизмінің жалпы жəне арнайы жолдары. 1-4, 15, 17-18, 20-22 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Семинар 2 Тақырып: Аққуыздар алмасуы (семинар) Мазмұны: Аққуыздардың гидролизі. Аминқышқылдары катаболизмінің жалпы жəне арнайы жолдары. Аминқышқылдарының алмасуы. Аммиактың залалсыздануы. Несеп нəрінің түзілуінің орнитин циклі. 1-4, 15, 17-18, 20-22 Лекциялардың қысқаша курсы 12
21-22 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. Аминқышқылдары катаболизмінің жалпы жəне арнайы жолдары. 2. Аминқышқылдардың алмасуы. 3. Аминқышқылдар алмасуының жалпы жолдары: декарбоксилдену, қайта аминдену, тотыға дезаминдеу 4. Аминқышқылдарының алмасуы. Аммиактың залалсыздануы. Орнитин циклі. 21-22 СӨЖ мазмұны: 1. «Аққуыздардың ыдырауы мен амин қышқылдарының метаболизмі» тақырыптары бойынша теориялық дайындалу 2. «Аққуыздар алмасуы. Аминқышқылдарының алмасуы» тақырыптары бойынша есептер шығару 1-4, 15, 17-18, 20-22 Лекциялардың қысқаша курсы Апта 12 Кредит сағат 1 Дəріс 12 Тақырып: Нуклеин қышқылдары Дəріс мазмұны: Нуклеин қышқылдарының биосинтезі ДНК құрылысы. РНК молекулалардың жіктелуі, құрылысы, қызметтері. Нуклеин қышқылдарының алмасуы. Нуклеин қышқылдар, нуклеотидтер, нуклеозидтер, азотты негіздердің ыдырау жолдары. 1-4, 15, 17-18, 20-22, 28, 29, 30 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Практикалық жұмыс 12 Тақырып: Нуклеин қышқылдары. Мазмұны: Нуклеин қышқылдары Пуриндік жəне пиримидиндік азоттық негіздерінің биосинтезі. Нуклеин қышқылдары, нуклеотид, нуклеозидтердің алмасуы Нуклеопротеиндердің гидролиз өнімдерін анықтау 1. Лекциялардың қысқаша курсы 2. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 61-66, 69-70 23-24 ОҚСӨЖ мазмұны: Нуклеин қышқылдардың химиялық құрамы, құрылысы, биологиялық ролі. ДНК құрылысы. РНК молекулалары, жіктелуі, қызметтері 12-14 оқу кестелермен жұмыс істеу 1-4, 15, 17-18, 20-22, 28, 29, 30 23-24 СӨЖ мазмұны: 1. «Нуклеин қышқылдары» тақырыбы бойынша теориялық дайындалу 13
2. 6 зертханалық жұмысқа дайындалу 1. Лекциялардың қысқаша курсы 2. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 61-66, 69-70 /65 б. «Нуклеин қышқылдары» тақырыбы бойынша сұрақтарға жауап беру; 7 (тəжірибе 2) зертханалық жұмыстың конспектісі/; тапсырма 1-6, стр.69 Апта 13 Кредит сағат 1 Дəріс 13 Дəріс мазмұны: Аққуыз биосинтезі. Аққуыз биосинтезінің сатылары: инициация, элонгация, терминация. Трансляция. Биологиялық код. 1-4, 15, 17-18, 20-22 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Практикалық 13 Тақырып: Аққуыз биосинтезі Мазмұны: Генетикалық код. Аққуыз тізбегінің жиналуы 1. Электрондық оқулық «Молекулярлы биология», Алматы Оқу процесінің техникалық құралдары: компьютер 25-26 ОҚСӨЖ мазмұны: Аққуыз биосинтезінің реттелуі. Ф. Жакоб жəне Ж. Моно теориясы. Пептидтер биосинтезінің матрицалық емес механизмі. Биологиялық код. 25-26 СӨЖ мазмұны: «Аққуыз биосинтезі» тақырыбы бойынша теориялық дайындалу Апта 14 Дəріс 14 Тақырып: Гормондар. Дəріс мазмұны: Гормондар. Гормондардың номенклатурасы мен жіктелуі. Гормоналдық реттелу. 1-4, 15, 17-18, 20-22 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық сабақ 14 Тақырып: Гормондар Мазмұны: Стероидтық жəне пептидтік гормондардың əсер ету механизмі. цамф стероидтық гормондардың реттеуіндегі ролі. Рилизинг-факторлар, олардың гормондардың реттеуіндегі ролі. 1-4, 15, 17-18, 20-22 14
27-28 ОҚСӨЖ мазмұны: Гормондар Мазмұны: Гормондар. Гормондардың номенклатурасы мен жіктелуі. Гормоналдық реттелу.гормондардың əсер ету механизмі. Гормондарға сапалы реакциялар 1. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 84-90 27-28 СӨЖ мазмұны: «Гормондар» тақырыптары бойынша теориялық дайындалу 1-4, 15, 17-18, 20-22 Апта 15 Кредит сағат 1 Дəріс 15 Дəріс мазмұны: Судың жəне минералды заттардың алмасуы Лекция мазмұны: Судың жəне минералды заттардың алмасуы, ролі. 1-4, 15, 17-18, 20-22 Оқу процесінің техникалық құралдары: кодоскоп Кредит сағат 3 Практикалық жұмыс 15 Тақырып: Зат жəне энергия алмасу процестерінің өзара байланыстары (семинар). Мазмұны: Аққуыз, нуклеин қышқылдар, көмірсулар, липидтер, су жəне минералды заттардың алмасу процестерінің өзара байланыстары 29-30 ОҚСӨЖ мазмұны: 1. «Зат жəне энергия алмасу процестерінің өзара байланыстары» кестемен жұмыс істеу 2. «Зат жəне энергия алмасу процестерінің өзара байланыстары» тақырыбы бойынша есептер шығару 3. 30-35 оқу кестелерімен жұмыс істеу 2. «Гормондар», «Судың жəне минералды заттардың алмасуы» тақырыптары бойынша есептер шығару 29-30 СӨЖ мазмұны: 1. «Зат жəне энергия алмасу процестерінің өзара байланыстары», «Гормондар», «Судың жəне минералды заттардың алмасуы» тақырыбы бойынша теориялық дайындалу 2. «Гормондар» тақырыбы бойынша зертханалық жұмысқа дайындалу 3. 90-92 бет. тапсырманы орындау 1. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. с. 84-90 15
16 /87 бет «Гормондар» тақырыбы бойынша сұрақтар; 11 (опыты 1-5) Зертх.жұм. конспектісі/ Негізгі жəне қосымша əдебиет тізімі. 2.5 Əдебиеттер Негізгі: 1. Сеитов З.С. Биологиялық химия. Алматы, 1992 2. Сейтмбетова А.Ж., Лиходий С.С. Биологиялық химия. Алматы: Білім, 1994 304 б. 3. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. 897 с. 4. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. - М.: Высшая школа, 1983. 502 с. 5. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005. 140 с. Қосымша: 6. Аблаев Н.Р. Биохимия в схемах и рисунках. Алматы: НИЦ Ғылым, 2001. 288 с. 7. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - 2-е изд.-м.: Медицина, 1990. - 528 с. 8. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами./под ред. Е.С.Северина, Николаева А.Я. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. - 448 с. 9. Буховец С.В. Упражнения по биологической химии. М: Просвещение, 1966. 156 с. 10. Вопросы и задачи по органической химии / Под ред. Суворова Н.Н., М: Высшая школа, 1988 11. Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. М.: Мир, 1997. 624 с. 12. Гончарова А.В. Витамины. Учебное пособие. Алматы, 2001 13. Есмагул Қ.Е., Тулегенова Б.Т. Көмірсулар. Оқу-əдістемелік құрал. Алмати, 2001.- 33 б. 14. Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия. - М.: Мир, 2000. - 469 с. 15. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. М.: Дрофа, 2004. 640 с. 16. Қайырханов Жануарлар биохимиясы. Алматы 17. Ленинджер А. Биохимия. - М.: Мир, 1976. - 960 с. 18. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. - М.: Мир, 1985. 19. Малер Г., Кордес Ю. Основы биологической химии. - М.: Мир, 1970. - 568 с. 20. Марри Р. и др. Биохимия человека: В 2-х т. -.М.: Мир, 2004. 21. Марри Р. и др. Биохимия человека: В 2-х т. -.М.: Мир, 1993. 22. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.- М.: Мир, 1980. 23. Мусил Я., Новакова О., Кунц К. Современная биохимия в схемах. - М.: Мир, 1984. 216 с. 24. Николаев А.Я. Биологическая химия.- М.: Высшая школа, 1989. - 495 с. 25. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия.- М.: Просвещение, 1987. - 815 с. 26. Основы биохимии. Под ред. А.А.Анисимова. -.М.: Высшая школа, 1986. 27. Проскурина И.К. Биохимия. М.: Владос-пресс, 2001. 240 с.
28. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.- М.: Мир, 1984. 29. Тулегенова Б.Т., Ажибаева З.С., Есмагул Қ.Е. Белоктар жəне нуклеин қышқылдары. Оқу-əдістемелік құрал. Алмати, 2002.- 55 б. 30. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии: В 3-х т.- М.: Мир, 1981. 31. Филиппович Ю.Б. Биохимия белка и нуклеиновых кислот. - М.: Просвещение, 1978. 32. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии.- 4-е изд. - М.: «Агар», 1999. - 512 с. 33. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М.: Логос, 2001. 126 с. 34. Красильникова Л.А. и др. Биохимия растений. Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. с. 8-59 35. Электрондық оқулық «Молекулярлы биология», Алматы 17 3. Пəн бойынша тапсырмаларды орындау жəне тапсыру кестесі. п/ п Жұмыс түрі Тапсырманы ң мақсаты Əдебиетте р Жұмыс орындау мерзімі Баллдар Бақылау түрі 1 Үй тапсырма 2 Бақыла у жұмыс 3 Коллоквиум Материалдың бекітуін тексеру Аналитикалық жəне танырлық қабілеттілікті жоғарлату Тарау бойынша білімнің комплексті бақылауы Сабақ тақырыбын а байланыст ы Семинар тақырыбын а байланыст ы Сабақ тақырыбын а байланыст ы 1-15 жұма 100% Семинарда ғы жауаптар Жұпты жұмалар 100% Тест 7, 14 жұма 100% Сұрақтарға жауаптар 4 Реферат Жеке жұмысты жазу 5 Экзамен Білімнің комплексті бақылауы Сабақ тақырыбын а байланыст ы 7, 14 жұма 100% Баяндама - 100% Тест 4. Пəннің оқу-əдістемелік қамтамасыз етілу картасы.
18 Əдебиет атауы Кітапха нада Кафед рада Барлығы Студентт ердің қамтылу пайызы (%) Электр онды түрі Ескерту 1 2 3 4 5 6 7 1. Гумаров М.Х., Ниязова - Р.Е. Практикум по биохимии. Уральск, 2005 6 14 70 + 2. Сеитов З.С. Биохимия. - - Алматы, 2000 10-50 3. Комов В.П. и др. Биохимия. М.:Дрофа, 2004 25-100 - - 4. Филиппович Ю.Б. Биохимия. М.: Высшая школа, 1983 5-25 - - 5. Дəрістік кешен (дəріс тезистері, көрнекілік, таратылу материалдары, қажетті əдебиет тізімі). Дəріс 1 Тақырыбы: Кіріспе. Биохимия пəнінің міндеттері. Тірі организмдердің химиялық құрамы. Клетка құрылысы. Негізгі биомолекулалар Дəрістің мақсаты: Тірі организмдердің химиялық құрамымен, клетка құрылысымен, негізгі биомолекулалардың қасиеттері жəне қызметтерімен таныстыру Тірек сөздер: биомолекулалар, клетка, органеллалар Негізгі сұрақтар жəне қысқаша мазмұны Биохимия пəнінің міндеттері. Тірі организмдердің химиялық құрамы. Негізгі биомолекулалардың қызметтері, биологиялық ролі. Биохимия тіршілік туралы ғылым, яғни тіршілік ету процестеріндегі заттардың құрамын, энергия алмасуын жəне олардың бірімен-бірінің тығыз байланыста екендігін молекулалық деңгейде зерттейтін ғылым. Биохимия 19 ғасырдың аяғына жақын физиология мен органикалық химия ғылымдарынан жеке ғылым ретінде бөлініп шықты. Биохимия ғылымының дамуына Д.И.Менделеев, А.М.Бутлеров, И.И.Мечников, И.М.Сеченов, А.Я.Данилевский, И.П.Павлов, К.А.Тимирязев, В.И.Палладин сияқты орыс ғалымдары өздерінің зор үлестерін қосты. А.Н.Бах атындағы б/х институты жəне В.А.Энгельгардт, А.И.Опарин, В.Скулачев
сияқты ғалымдардың еңбектері зор ықпалық тиғізді. Сонымен бірге бұл ғылымының дамуына Э.Фишер, Ф.Сенджер, Д.Уотсон, Ф.Крик, С.Очоа, А.Корнберг, Ф.Липман, Г.Кребс сияқты шет ел ғалымдарының қосқан үлестері айтарлықтай болды. 20 ғасырды биологияның алтын дəуірі деп атайды, себебі биохимияның өте манызды деректері мен зандылықтары ашылды. Олардың қатарына: - генетикалық молекулалық негіздерінің шешілуі жəне нуклеин қышқылдары құрылысының анықталуы; - клеткадағы энергия тасымалдануының негізгі принциптерінің, мембраналардың, митохондрийлердің, рибосомалардың жəне басқа субклеткалық құрылымдар қызметінің анықталуы; - зат алмасудың /метаболизмнің/ негізгі жолдарының шешілуі; - белоктардың биологиялық қасиеттеріндегі жəне құрылысындағы амин қышқылдарының белгілі бір тəртіпте орналасуының алатын орнының аса маңыздылығы; Б/х пəнін оның міндеттеріне сəйкес жалпы б/х, өсімдіктер биохимиясы, адам мен жануарлар б/х-сы, медициналық б/х, спорт б/х деп бөлуге болады. Жалпы б/х негізінен 3 бөлімнен тұрады: Статикалық б/х организмдердің химиялық құрамымен шұғылданады Динамикалық б/х организмдегі заттар мен энергия алмасудың өзара байланысын зерттейді Функционалды б/х тіршілік етудің негізіне жататын құбылыстар мен химиялық процестерді, яғни бұлшықеттердің жиырылуын, тыныс алу, ас қорыту, сіңіру процестерін зерттейді. Клетка құрылысы. Негізгі органеллалардың құрамы, қызметтері. Клеткалық компоненттерді бөлу, зерттеу əдістері Барлық тірі организмдер клеткадан тұрады. Əрбір клетка тірі жүйеге тəн барлық қызметті атқара алады: - зат пен энергия алмасуы жүреді; - өседі, көбейеді жəне өзінің қасиеттерін басқа клеткаларға жеткізе алады. Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар: - Биохимия пəнінің мақсаты мен міндеттері - Биохимия пəнінің бөлімдері - Тірі организмдердің химиялық құрамы - Негізгі биомолекулалардың қызметтері - Клетка құрылысы - Органеллалардың химиялық құрамы - Органеллалардың қызметтері - Клеткалық компоненттерді бөлу, зерттеу əдістері қандай? Ұсынылған əдебиеттер тізімі: 1. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. с. 4-15 2. Ленинджер А. Биохимия.-М.:Мир,1976.-960 с. 3. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т.-м.:мир,1985. 4. Марри Р. и др. Биохимия человека:в 2-х т.-.м.:мир, 2004, с. 9-20. 19
20 5. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1984. 6. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии:в 3-х т.-м.:мир,1981. 7. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии.-м.: Высшая школа,1983, с. 5-23. Дəріс 2 Тақырып: Аққуыздар Дəрістің мақсаты: - аққуыздардың құрамымен, протеиногенді аминқышқылдарының құрылысымен, қасиеттерімен танысу; - аққуыздардың құрылымдары туралы түсінік беру. Тірек сөздер: аминқышқылдар, гидрофобты, гидрофильды, катионды, анионды аминқышқылдары, пептидтер, пептидтік байланыс, олигопептидтер, полипептидтер, аққуыздардың бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік, төртінші реттік құрылымдары, α-спираль, β-құрылым, глобула, глобулярлы, фибриллярлы, мембраналық аққуыздар, олигомерлер, сутектік, гидрофобтық, дисульфидтік байланыстар. Негізгі сұрақтар жəне қысқаша мазмұны Аққуыздардың аминқышқылдық құрамы; аминқыщқылдардың құрылысы, жіктелуі, қасиеттері. Аққуыздармен барлық тіршілік ету процестер байланысты. Аққуыздардың қызметтері олардың құрамына, құрылысына байланысты. Аққуыздар негізінен 20 протеиногенді аминқышқылдарынан тұрады. Аминқышқылдардың физикахимиялық, биологиялық қасиеттері аққуыздардың физика-химиялық қасиеттерін, биологиялық қызметтерін анықтайды. Аққуыздардың тірі организмдер үшін алатын орны: 1/ аққуыз генетикалық ақпаратты жеткізуге қолданылатын молекулалық құрал. Аққуыздардың маңызды қызметтерінің бірі олар түзу сызықтық РНКдағы генетикалық хабарды үш өлшемдік, яғни кеңістіктік хабарға айналдыратын химиялық материал болып табылады. Ал бұл үш өлшемдік, яғни кеңістіктік хабар тірі организмдердің макромолекулалық, субклеткалық компоненттеріне тəн. 2/ аққуыз күрделі заттардың жəй қарапайым заттарға дейін тотығуына қатысатын жəне жəй заттардан күрделі заттардың түзілуіне қатысатын фермент 3/ аққуыз адам организмнің микробтардан, ауру туғызушы агенттерден сақтайтын антидене 4/ Актин, миозин сияқты аққуыздар бірімен-бірі АТФ-тың қатысуымен əрекеттесіп, бұлшықеттердің жиырылуы сияқты қызмет атқарады. 5/ көптеген аққуыздар (инсулин, глюкагон, гипофиздің тропты гормондары) сыртқы ортаның əсеріне сəйкес, тірі организмдегі процестерді реттеп отырады. 6/ Аққуыздардың бір тобы гемоглобин, қан плазмасының аққуыздары альбумин, глобулин тасымалдау қызметін атқарады. Сонымен, аққуыздар тіршілік етудің: ас қорыту, өсу, көбею, қозғалу сияқты құбылыстарына қатысып, тірі организмнің тіршілігінің көзі болып табылады.
Аққуыздардың элементтік құрамының қарапайымдылығына қарамастан - өте күрделі полимерлік қосылыстар. Аққуыздар макромолекулалары қарапайым амин қышқылдарынан тұрады. Амин қышқылдары органикалық қышқылдарының аминді туындылары болып табылады. α көміртегіндегі сутегі атомы -тобымен байланысқан. Сонымен, барлық белок құрамындағы амин қышқылдары α амин қышқылдары болып табылады. Белок құрамында барлығы 20 жуық а.қ. кездеседі. А.қ. түссіз, кристалды, көбінесе дəмсіз заттар. Аққуыздар құрамындағы барлық α а.қ. (глициннен басқа) оптикалық активті заттар жəне L қатарына жатады. А.қ. амфотерлік қасиет көрсетеді. Бұл қасиеттері аққуыздарға да тəн. А.қ. бір амин қышқылының - СООН тобымен жəне екінші а.қ. амин тобының есебінен су молекуласын бөліп шығарып, пептидтік байланыс арқылы өзара байланысып пептид түзеді. Аққуыздардың құрылымдары, байланыстар; аққуыздардың қасиеттері. Қызметтері Полипептидті тізбектегі аминқышқылдардың оналасуы, олардың бірінші реттік құрылымы екінші, үшінші жəне төртінші реттік құрылымдарын анықтайды. Аққуыздардың кеңістіктегі құрылымы олардың биологиялық қызметін, активтілігін анықтайды Аққуыздардың бірінші реттік құрылымы деп амин қышқылдарының өзара пептидтік байланыс арқылы тізбек құруын айтады. Əртүрлі аққуыз құрамындағы а.қ-дың түрі де, саны да түрліше болып келуі мүмкін. /мысалы, гемоглобин 574 а.қ.қ., оның 3 цис, 22 лиз; инсулин 51 а.қ.қ., оның 6 цис., 1 лиз./ 21 Əр түрде кездесетін аққуыздардың өзіндік қасиеті де бірінші реттік құрылысына тəуелді болады. Аққуыздардың биологиялық қасиетін жоғалтуы қарапайым қыздыру кезінде олардың бірінші реттік құрылысының өзгеріссіз қалатындығы анықталды, яғни аққуыздардың өздеріне тəн қасиеті, олардың кеңістікте орналасуына тəуелді. Аққуыздардың екі түрі бар: - Глобулярлы аққуыз шар тəрізді, жақсы ериді.
- Фибриллярлы аққуыз жіп тəрізді, ерімейді. Аққуыздардың кеңістіктегі құрылымы рентген көмегі арқылы анықталған. Рентген арқылы құрылымдық анализдің қорытындысы бойынша полипептидтік тізбек кеңістікте спираль түрінде орналасады. Спиральдың түзілуі тобымен тобы арасындағы сутектік байланысқа тəуелді. Кейбір п-п тізбектер жоғарыда көрсетілген кіші спиральдардан басқа, қадамы үлкен, екінші реттік спираль түзеді. Кейбір аққуыздарда /мыс. кератиндер/ пролин, оксипролин көп болғандықтан β-қатпарлы құрылым түзіледі. Сонымен, кеңістікте п-п тізбектің пептид топтарының арасында түзілетін əлсіз сутектік байланыстары арқылы α-спираль немесе β-қатпарлы түрде орналасуы, аққуыздардың екінші реттік құрылымы деп аталынады. Үшінші реттік құрылым деп дисульфидтік (Н топтарының арасында), Ван-дер-Ваальстық /вал, лей, иле/, гидрофобтық байланыстар арқылы, аққуыз молекуласының кеңістікте белгілі бір қалыпқа келуі. Бұл құрылыс аққуыздардың өзіне ғана тəн биологиялық қасиетін қамтамасыз етеді. Аққуыздардың биологиялық қасиеті мен қызметіне сəйкес аққуыз молекулаларын топтарға бөледі: - Каталитикалық - ферменттер - регуляторлық гормондар - қорғаныштық иммундық аққуыздар - транспорттық /гемоглобин/ - құрылымдық /клетка мембранасының аққуыздары/ - запастық /сүт казеині/ механикалық /актин, миозин/ Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар: - Аққуыздардың организмдегі ролі. - Протеиногенді аминқышқылдардың құрылымы. - Протеиногенді аминқышқылдардың жіктелуі. - Аминқышқылдардың физика-химиялық қасиеттері. - Пептидтік байланыстың қаситеттері. - Биологиялық активті пептидтердің құрылысы, ролі. - Аққуыздың бірінші реттік құрылымы, пептидтік байланыс. - Аққуыздың екінші реттік құрылымы, сутектік байланыстар. - Аққуыздың үшінші реттік құрылымы, байланыстар түрлері. - Аққуыздың төртінші реттік құрылымы, байланыстар түрлері. - Аққуыздардың қызметтері. Ұсынылған əдебиеттер тізімі: 1. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. с. 40-164 2. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. М.: Дрофа, 2004. с. 17-39 3. Ленинджер А. Биохимия.-М.:Мир,1976.-960 с. 4. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т.-м.:мир,1985. 5. Малер Г., Кордес Ю. Основы биологической химии.-м.:мир,1970.-568 с. 22
6. Марри Р. и др. Биохимия человека: В 2-х т.-.м.:мир, 2004. с. 21-62 /1/ 7. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1980. 8. Николаев А.Я. Биологическая химия.- М.: Высшая школа,1989.-495 с. 9. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия.- М.:Просвещение,1987.- 815 с. 10. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1984. 11. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии: В 3-х т.-м.:мир,1981. 12. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии.- М.: Высшая школа,1983.-с. 23-82 13. Филиппович Ю.Б. Биохимия белка и нуклеиновых кислот.- М.,1978. с. 33-101 Дəріс 3 Тақырып: Ферменттер Дəрістің мақсаты: - тірі организмдердегі биокатализ туралы түсінік беру; - ферменттердің номенклатурасы мен жіктелуімен танысу. Тірек сөздер: оксидоредуктаза, трансфераза, гидролаза, изомераза, лиаза, лигаза, синтетаза, биокатализ, ферменттер, коферменттер, активаторлар, ингибиторлар, активті центр, аллостерлік центр. Негізгі сұрақтар жəне қысқаша мазмұны Ферменттердің құрылысы. Ферменттердің қасиеттері. Əсер ету механизмі. Ферменттер тірі организмдегі зат алмасу реакцияларын катализдейді. Ферменттер химиялық катализаторлар сияқты реакцияның активтендіру энергиясын жоғарлатады. Бірақ қасиеттері химиялық катализаторлардан ерекшелінеді. Дəрісте ферменттердің құрамы, құрылымы; негізгі коферменттердің құрылысы; ферменттердің əсер ету механизмдері, кинетикасы, активаторлар мен ингибиторлардың əсері қарастырылады Тірі организмдегі химиялық реакциялардың жүруіне катализатор ретінде қатысатын ерекше заттарды фермент деп атайды. Олардың қасиетін, құрылысын, қызметін зерттейтін ғылымды энзимология деп атайды. (Каталитикалық қызмет РНК-ларда да кездеседі, мыс. трнк-ын процессингіне қатысатын РНКаза Р). Оларды рибозимдер деп атайды. Белгілі бір клеткада болатын ферменттердің тобы жəне олардың активтілігі бүкіл организмде жүретін зат алмасу реакцияларының бағытымен тығыз байланысты жəне осы процестерге тəуелді болады. Ферменттердің аталуы мен шифрі; ферменттердің кластары Ферменттердің аталуы көбінесе олардың əсер ететін заттарына сəйкес болады, яғни сол заттың атының соңынды аза деген жалғау қосу арқылы жүреді. Мыс.: уреаза мочевинаны ыдыратуға қатысатын фермент. 23
Ферменттердің алты классы бар: 1/ Оксидоредуктаза классы тотығутотықсыздану реакцияларын қатысатын ферменттер (дегидрогеназалар, цитохромдар, каталаза) 2/ Трансфераза бір субстраттан екінші субстратқа əртүрлі химиялық топтарды тасымалдаушы ферменттер: метилтрансферазалар, ацилтрансферазалар, аминотрансферазалар, фосфотрансферазалар 3/ Гидролаза судың қатысуымен гидролиз реакцияларын жүргізуге қатысатын ферменттер. Мыс.: эстераза, гликозидаза, фосфатаза и др. 4/ Лиаза субстраттан химиялық топтардың судың қатысуынсыз бөлінуін қамтамасыз ететін ферменттер 5/ Изомераза атомдардың молекула ішінде орнын ауыстырып, заттардың бір изомерінен екінші изомеріне айналуын қамтамасыз ететін ферменттер 6/ Лигаза немесе синтетаза синтезделу реакцияларын химиялық байланыстардың АТФ энергиясының жұмсалуымен түзілуіне қатысатын ферменттер. Ферменттердің жалпы қасиеттері 1. Табиғаты белок ферменттердің хим. реакциялардың жылдамдығын арттыруы, белоктың күйі, құрылысы сақталғанға дейін болады. 2. Ферменттердің «термолабильдігі», яғни белгілі бір температурада ғана оптималды активтілік көрсете алады. Мысалы: 37-45 С, одан жоғары температурада денатурацияға ұшырайды. 3. Ферменттердің реакция ортасының рн-на тəуелділігі. Көптеген ферменттердің рн-оптимумы 7 тең. Кейбір фемренттердің оптимумы күшті қышқылдық немесе күшті сілтілік ортада жатады (пепсин 1,5-2,5; амилаза 6,8-7) 4. Көптеген ферменттер қайтымды түрде əсер етеді, яғни тура жүретін реакцияны да, кері жүретін реакцияны да катализдеуге қатысады 5. Өте жоғары талғамдылығы, ферменттердің субстратқа деген талғамын негізгі ə топқа бөлуге болады: абсолютті жəне топтық Абсолютті т. бар ферменттер тек қана бір затқа, бір субстратқа ғана əсер етеді Топтық т. бар ферменттер химиялық байланыстың белгілі бір түріне əсер етеді 6. Ферменттердің əсеріне активаторлар жəне ингибиторлар деп аталатын ерекше заттардың көмегімен реттеліп отырады. Ингибиторлар ферменттердің əсерін тежеуге қатысса, активаторлар ферменттердің əсерін күшейтіп отырады. Ферменттердің құрылысы Аққуыздармен қатар ферменттердің тобында аққуызға жатпайтын компоненттер кофакторлар болады. Аққуыздық бөлігін апофермент деп атайды, ол өз бетінше катализдік активтілік көрсетпейді. Кофакторлар да өз бетінше активтілік көрсетпейді. Апоферменттер мен кофактордан тұратын ферменттік қасиеті бар комплексті холофермент деп атайды. 24
Кофакторладың атқаратын қызметі: 1. белоктың құрылысын өзгертіп, субстрат пен ферменттің əрекеттесуіне жағдай жасайды; 2. коферменттер атомдардың, топтардың, протондар мен электрондардың тасымалдануына қатысады. Ферменттердің молекуласында бірнеше центрлер бар: активтік, аллостерлік. Активті центр деп полюсты радикалдары бар амин қышқылдарынан тұратын /сер, цис, лиз, асп т.б./ п-п тізбектің бөлімін атайды. Түзу тізбек бойынша амин қышқылдары бірінен-бірі алыс тұралады, бірақ аққуыздың кеңістікте үшінші реттік құрылысы түзілген кезіңде жақындасып, айрықша бір құрылым, активті центр құрып, субстратпен əрекеттесуге мүмкіндік алады. Аллостерлік центр /грек тіл. бөтен/ активтік центрден белгілі бір қашықтықта орналасқан бөлігі. Аллостерлік центрмен байланысқан заттарды аллостерлік эффекторлар деп атайды. Ферменттердің əсер ету механизмі жəне кинетикасы 1913 жылы эксперименттік жұмыстардың нəтижесіне сүйене отырып Михаэлис пен Ментен ферменттердің жұмыс істеуінің қарапайым моделін ұсынды. Катализаторлардың химиялық реакцияларды жылдамдатуы активтендіру энергиясын төмендету арқылы жүретіндігі белгілі. Фермент қалай осы активтендіру энергиясын төмендете алады? 1. байланыстардың полярлығын арттыратын бұл комплексте электрон тығыздығында өзгерістер пайда болады; 2. ферменттердің активтік центрінде жəне субстратта геометриялық өзгерістер пайда болады 25 1. Ферменттің субстратпен байланысы қайтымды, субстратпен катализдік центрде фермент-субстрат деп аталатын комплекстүзе жүреді. 2. Əрі қарай фермент-субстраттық комплекс ыдырап, реакция нəтижесінде түзілетін жаңа зат жəне фермент қайтадан бөлініп шығады. Михаэлис жəне Ментен ферменттік реакцияның жылдамдығының белгілі бір уақыт өткенге дейін субстраттың концентрациясына түзу сызықты тəуелділігін анықтады. Əрі қарай ферменттің активті центрі фермент-субстрат комплексімен қаныққан болады да, ферменттік реакцияның жылдамдығы өзінің максималды шегіне жетеді. Математика жолымен ферменттік реакцияның кинетикасы мына тендеумен жазуға болады: Михаэлис-Ментен теңдеуі деп аталып, оған анализ жасап,
Км физикалық мəнін табуға болады. Км Михаэлис константасы. Егерде ферменттік реакцияның жылдамдығы ½ болса, Км субстрат концентрациясына тең. Көптеген ферменттерде Км-ның мəні 10-2 -10-5 моль/л аралығында жатады, ал клеткадағы көптеген заттардың концентрациясы 10-3 моль/л шамасында /а.қ., глюкоза/, сондықтан ферменттердің жұмысы бейорганикалық катализаторларға қарағанда ұтымды болады. Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар: - Ферменттердің аталуы неге негізделеді? - Ферменттердің шифрі нені анықтайды? - Ферменттердің неше кластары бар? - Ферменттердің кластарына мысалдар келтіріңіз - Химиялық жəне ферментативтік катализдің айырмашылықтары - Фермент, кофермент, апофермент, активті центр, аллостерлік центр деген терминдерге түсінік беру - Фермент-субстрат комплексті түзуге қатысатын байланыстар - Ферменттердің əсер ету механизмдері, ферментативті реакциялардың кинетикасы - Ферменттердің қасиеттері, активтілігін реттеу жолдары Ұсынылған əдебиеттер тізімі: 1. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М.: Логос, 2001. 126 с. 2. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. с. 277-340 3. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. М.: Дрофа, 2004. с. 59-83 4. Ленинджер А. Биохимия.-М.:Мир,1976.-960 с. 5. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т.-м.:мир,1985. 6. Марри Р. и др. Биохимия человека:в 2-х т.-.м.:мир, 2004. с. 63-110 /1/ 7. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1980. 8. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1984. 9. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии:в 3-х т.-м.:мир,1981. 10. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии.-м.: Высшая школа,1983.- с. 85-135 Дəріс 4 Тақырып: Витаминдер Дəрістің мақсаты: Витаминдердің химиясымен таныстыру Тірек сөздер: витаминдер, антивитаминдер, коферменттік қызмет, авитаминоз, гиповитаминоз, гипервитаминоз Негізгі сұрақтар жəне қысқаша мазмұны Витаминдердің қызметтері. Витаминдердің химиялық құрылымы. Суда жəне майда еритін витаминдер; олардың биологиялық ролі. Витаминдердің коферменттік ролі 26
Витаминдер тағам құрамында кездесетін метаболизмге қажетті биологиялық активті заттар. Витаминдерді ерігіштігіне байланысты екі топқа бөледі: суда еритін жəне майда еритін витаминдер. Витаминдердің негізгі қызметтеріне олардың коферменттік қызметтері жатады. Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар: - Витаминдердің жіктелуі - Суда еритін витаминдердің химиялық құрылысы, қызметтері - Майда еритін витаминдер құрылысы, қызметтері - Витаминдердің коферменттік қызметі - Негізгі коферменттердің құрылысы - Антивитамидер - Авитаминоз, гиповитаминоз, гипервитаминоз жағдайлары Ұсынылған əдебиеттер тізімі: 1. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М.: Логос, 2001. 2. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. 3. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. М.: Дрофа, 2004. 4. Ленинджер А. Биохимия.-М.:Мир,1976.-960 с. 5. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т.-м.:мир,1985. 6. Марри Р. и др. Биохимия человека:в 2-х т.-.м.:мир, 2004. 7. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1980. 8. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.-м.:мир,1984. 9. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии:в 3-х т.-м.:мир,1981. 10. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии.-м.: Высшая школа,1983 27 Дəріс 5-6 Тақырып: Зат жəне энергия алмасу процестерінің жалпы негіздері, байланысы. Биоэнергетика негіздері. Биологиялық тотығу. Биологиялық мембраналар Дəрістің мақсаты: - зат алмасуының, биоэнергетиканың, биологиялық тотығуының негіздерімен таныстыру; - биологиялық мембраналардың негіздерімен таныстыру Тірек сөздер: метаболизм, катаболизм, анаболизм, биоэнергетика, биологиялық тотығу, тыныс алу тізбегі, тотыға фосфорлану, лимон қышқылының циклі, биомембраналар.
Негізгі сұрақтар жəне қысқаша мазмұны Зат жəне энергия алмасуының негіздері. Катаболизм. Анаболизм. Жоғарыэнергетикалық қосылыстар. Митохондриялардың құрылысы. Биологиялық тотығу. Тотыға фосфорлану. Катаболизмнің жалпы жолы. Кребс Циклі Метаболизм - көптеген мультиферменттік жүйелердің өзара тығыз байланысының арқасында іске асатын клетканың белгілі бір жаққа бағытталған, аса мұқият ұйымдасқан активтілігі. Аралық метаболизм екі қарама-қарсы процестен тұрады: катаболизм жəне анаболизм. Катаболизм күрделі органикалық молекулалардың қарапайым, кіші молекулалы заттарға дейін ыдырауы. Катаболиттік реакциялар үлкен органикалық молекулаларда сақталған энергияның босауы арқылы жүреді. Биохимиялық реакциялардың кейбір кезеңдерінде қатарласып жүретін реакциялардың арқасында, үлкен органикалық молекулалардың ыдырау кезінде түзілген жоғары энергиялы зат энергия қорына айналады. Мұндай жоғары энергиялы қосылыстың қатарына аденозинтрифосфат /АТФ/ жатады. Анаболизм биосинтез, яғни анаболизм кезінде кіші молекулалы заттардан, «құрылыстық блоктардан» үлкен молекулалы заттар /аққуыздар, полисахаридтер, майлар т.б./ түзіледі. Биосинтез үшін энергия қажет. Тірі организмдердегі химиялық энергияның жиналу жəне жұмсалуын биоэнергетика бөлімі зерттейді. Клетка ішінде катаболиттік жəне анаболиттік реакциялар бір уақытта жүреді, бірақ олардың жүру жылдамдықтарының реттелуі біріне-бірі тəуелсіз болады. Аэробты катаболизмді /оттегінің қатысуымен жүретін/ үш негізгі сатыға бөлуге болады: - Клетка макромолекулалары өздерінің негізгі құраушы бөлімдеріне ыдырайды: полисахаридтер гексозаларға, майлар май қышқылдарына жəне глицеринге, аққуыздар аминқышқылдарға т.б. - Катаболизмнің бірінші сатысында түзілген заттар онан əрі қарай ыдырайды, бұл ыдырау кезінде түзілген заттардың саны айтарлықтай көп емес: пирожүзім қышқылы /ПЖҚ/ жəне ацетил-коа. ПЖҚ əрі қарай ацетил-коа-ға дейін ыдырайды. - Үшінші кезенде ацетил-коа-ның ацетил тобы лимон қышқылдарының цикліне қатысады. Лимон қышқылдарының циклі метаболизмнің сонғы ортақ жолы, яғни клеткалық «отынның» барлығы тотығып көмір қышқыл газына дейін айналатын жол. Метаболизмнің сонғы заттарына көмір қышқыл газы, су, несеп нəрі т.б. көмір қышқыл газыжатады. Биологиялық мембраналардың ролі, құрылысы, химиялық құрамы, физикахимиялық қасиеттері Биологиялық мембраналар керекті заттарды клеткаға өткізіп, керек емес заттарды шығарып отырады. Прокариоттарда жалғыз клеткасының цитоплазмалық мембранасы болса, эукариот клеткаларында цитоплазмалық мембранадан басқа əртүрлі 28
органеллалар: митохондрийде сыртқы жəне ішкі мембрана, лизосомада, рибосомада т.б. өзінің мембранасы болады, яғни клеткада əртүрлі мембраналар кездеседі. Барлық мембраналарға ортақ қасиет: олардың бірнеше молекула қабатынан тұрып, клеткаішілік құрылымдарды «компартменттерді» біріменбірін бөліп тұратындығы. Мембраналардың химиялық құрамы Мембраналар негізінен липид пен аққуыздардын тұрады. Липидтердің аққуыздармен салмақтық қатынасы 1:4, 4:1 аралығында болады. Көмірсу компоненттері де кездеседі. Сулы ортада липид молекулалары өте жылдам липидтік қосқабат түзеді, ал мұндай қосқабаттан полярлы молекулалар өте алмайды. Мембраналардың құрамына липидтердің негізгі үш тобы кіреді: фосфолипидтер, сфинголипидтер, стероидтар. Мембрана аққуыздары липидтік қосқабатқа еніп тұрады да, өздеріне тəн активтілік көрсетеді. Оларды екі топқа бөлуге болады: - шеткейлік немесе липидтік қосқабатқа жанасып тұрушы аққуыздар - интегралды немесе липидті қосқабатқа батып тұрушы аққуыздар Шеткейлік аққуыздар липидтермен электростатикалық күштер арқылы жəне сутектік байлансытардың көмегімен байланысып тұрады. Ал интегралды аққуыздар мембраналық липидтермен көмір сутектік тізбектерімен көптеген байланыс түрлері арқылы байланысатындықтан, оларды бөліп алу қиынырақ. Қосымша компоненттеріне токоферол немесе Е витамині, ретинол немесе А витамині, убихинон жатады. Мембрананың құрылысы Мембрананың сүйықты-мозаикалық немесе сүйықты өрнектік моделін 1972 жылы Джонатан Сингер жəне Гарт Николсон ұсынды. Бұл модель бойынша: - мембрананың арқауы /матриксы/ үздіксіз полярлы липидтік қос қабаттан тұрады: липидтік қосқабат екі түрлі қызмет атқарады: мембрананың жанасушы аққуыздар үшін еріткіштің ролін атқарады; өткізгіштіктің бөгеті қызметін атқарады. Интегралды аққуыздар, олардың құрамындағы ферменттер, тасымалдаушы аққуыздар липидтік қосқабаттың гидрофобты бөлімінде орналасса ғана өзінің активтілігін көрсете алады. - Липидтік қосқабатқа мембраналық аққуыздар ең бойымен еркін қозғала алады. Жанасушы аққуыздар липидтік қосқабаттың бетіне еркін жүре алады, ал интегралды аққуыздар айсбергтер сияқты липидтік қосқабатқа толығымен еніп тұрады, солар байланысқан көмірсу тізбектер бұл қосқабаттан антенна сияқты шығып тұрады. Интегралды аққуыздар қатарына гликопротеидтер жатады. - Мембраналық липидтердің азғана бөлігі мембраналық аққуыздармен ерекше байланыс арқылы байланысады, бұл олардың ерекше қызмет атқаруына қажет болуы мүмкін. Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар: - «Метаболизм», «анаболизм», «катаболизм» деген терминдерге түсінік беру. - Жоғарыэнергетикалық қосылыстар. АТФ молекуласының құрылысы - Биологиялық тотығуының ролі 29
- Катаболизмнің жалпы жолы: ПЖҚ тотыға декарбоксилденуі, Кребс циклі - Тыныс алу тізбегі, тотыға фосфорлану - Биологиялық мембраналардың құрамы мен құрылысы - Биологиялық мембраналардың физика-химиялық, өткізгіштік қасиеттері, қызметтері Ұсынылған əдебиеттер тізімі: 1. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. с. 424-478 2. Ленинджер А. Биохимия. - М.: Мир, 1976. - 960 с. 3. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. - М.: Мир, 1985. 4. Марри Р. и др. Биохимия человека: В 2-х т. -.М.: Мир, 2004. с. 111-139 5. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.- М.: Мир, 1980. 6. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.- М.: Мир, 1984. 7. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии: В 3-х т.- М.: Мир, 1981. 8. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. - М.: Высшая школа, 1983. с. 177, 419-437 9. Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. М.: Мир, 1997. 624 с. Дəріс 7 Тақырып: Катаболизмнің жалпы жолдары. Катаболизм жалпы жолдарының реттелуі. ПЖҚ тотыға декарбоксилденуі. Кребс циклі. Дəрістің мақсаты: пируваттың тотығуы негізінде жататын химиялық реакцияларымен таныстыру Тірек сөздер: тотыға декарбоксилдену, дигидролиполилдегидрогеназа, дигидролипиолацетилтрансфераза. Негізгі сұрақтар жəне қысқаша мазмұны ПЖҚ алмасуы. Көмірсулардың аэробты тотығуы. Көмірсулардың ыдырауының ферменттері. Көмірсулардың аэробты ыдырауының биоэнергетикасы. Гликогенез. Көмірсулардың алмасуының реттелуі Пирожүзім қышқылы тотығып декарбоксилденеді жəне ацетил-коа күйінде лимон қышқылдарының цикліне қатысады. Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар: - ПЖҚ алмасу жолдары Ұсынылған əдебиеттер тізімі: 1. Сеитов З.С. Биохимия. Алматы: Агроуниверситет, 2000. с. 480-520 2. Ленинджер А. Биохимия. - М.: Мир, 1976. - 960 с. 3. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. - М.: Мир, 1985. 4. Марри Р. и др. Биохимия человека: В 2-х т. -.М.: Мир, 2004. с. 165-224 5. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.- М.: Мир, 1980. 6. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т.- М.: Мир, 1984. 7. Уайт А., Хендлер Ф. и др. Основы биохимии: В 3-х т.- М.: Мир, 1981. 30